[发明专利]一种椭圆规

权利要求书

1.一个数学命题“公转自转说”，由发明人提出并证明，具体内容是：“一圆沿着一圆形轨道旋转(公转)，它同时自转，如果自转方向与公转方向相反，且自转角速度是公转角速度的两倍，那么此动圆上任意点的轨迹是椭圆。”

2.基于权利要求1的椭圆规，其特征在于用简单机械运动实现数学曲线的可视化，它充分体现了数学原理，而且其形式和操作方式均与传统意义的圆规相吻合。

3.如权利要求2所述的椭圆规，其特征在于，具体实施方式选用了“两线三级”齿轮机械传动模式，所述“两线”包括“公转线”和“自传线”；所述“三级”，包括“变速级”、“变速变向级”和“等速变向级”，是“自转线”下的分级。

4.如权利要求3所述的椭圆规，其特征在于，“两线”布局把绘图旋钮的旋转动能一分为二，通过两条线路传递给不同的需求点：一是标尺杆的正方向旋转(公转)，二是张合笔杆的反方向倍速旋转(自转)。

5.如权利要求3、4所述的椭圆规，其特征在于，“公转线”位于结构上层，包括两个并列的直径相同的连轴齿轮，一主一从，主动齿轮的轴芯向上穿过手柄与绘图旋钮连结为一体，从动齿轮的轴芯向下延伸与标尺杆和圆心脚连结，三者同体，转动同步。

6.如权利要求3、4所述的椭圆规，其特征在于，“自转线”位于结构的下层，其中的动能传递分为三级，第一级为“变速级”，主动齿轮与从动齿轮的直径比为2∶1，将转速放大一倍，以此补充标尺杆转动带来的角度抵消；第二级为“变速变向级”，从动齿轮下方的变向齿条与水平斜齿杆前端的伞状齿条的配置结构，使旋转轴变向90度，由竖转横，同时齿数比为2∶1，转速再次被放大一倍，这是数学原理要求所致；第三级为“等速变向级”，水平斜齿杆与竖直斜齿轮的传动方式再次使转轴变向90度，由横转竖，且齿条配置和直径大小均相同，使之为等速传递。

7.如权利要求3、4、6所述的椭圆规，其特征在于，“自转线”全程两次变速(齿轮转动速度)、两次转轴(齿轮轴芯横直转化)，三次变向(齿轮旋转方向)，到达笔夹时旋转方向正好与标尺杆的旋转方向相反，与数学原理吻合。

8.如权利要求2所述的椭圆规，其特征在于是一种双手操作工具，利用齿轮传动的可逆性，使用者可象使用普通圆规一样自由绘图，可正负360度操作；操控部件包含一手柄和一绘图旋钮，手柄兼具机械总平台功能，传动系统以此为依靠和起点向下展开。

9.如权利要求2所述的椭圆规，其特征在于绘图调节的具体步骤为“一算二移三开”，使用时，根据已知的椭圆长短半轴数据，首先计算平均值(a+b)/2，然后移动标尺杆上的滑块，落实计算值，再张开笔杆，使笔尖对应在标尺杆上的数值等于长半轴a。

10.如权利要求1所述的“公转自转说”，其原理可推及工业和其他领域，可形成多种模式的机械结构，产生不同的用途，或促进对生产工艺的改进。